Một trong những khái niệm cơ bản của vật lý là Momen xoắn. Đây là một đại lượng rất quan trọng để mô tả chuyển động quay của các vật thể. Từ động cơ quay công nghiệp đến chuyển động của các hành tinh trong hệ mặt trời, Momen xoắn đóng một vai trò quan trọng. Hãy cùng tìm hiểu thêm về Momen xoắn là gì, ý nghĩa, công thức tính và đơn vị đo trong bài viết sau.
Momen xoắn là gì?
Momen xoắn là đơn vị đo lực có thể làm vật quay quanh một trục. Giống như lực là nguyên nhân gây ra gia tốc cho một vật trong động học tuyến tính, Momen xoắn là nguyên nhân khiến vật tăng tốc góc. Momen xoắn là đại lượng vectơ, hướng của vectơ Momen xoắn phụ thuộc vào hướng của lực tác dụng lên trục.
Momen xoắn xảy ra trong các hoạt động hàng ngày, chẳng hạn như xoay tay nắm cửa, mở chai nước ngọt, sử dụng chìa khóa hoặc đi xe đạp. Đó là cặp đôi thực hiện công việc!
Hãy tưởng tượng bạn đang siết chặt một bu lông bằng cờ lê. Bạn sẽ tác dụng một lực nào đó vào đầu cờ lê, lực này sẽ được truyền sang chốt ở đầu bên kia. Điều này tạo ra một lực xoắn hoặc lực xoắn.
Ý nghĩa của Momen xoắn trong động cơ ô tô
Momen xoắn – Thước đo quan trọng về công suất của động cơ ô tô, với khả năng chịu tải tức thời. Tuy nhiên, giá trị của nó có thể thay đổi tùy thuộc vào điểm chuẩn. Vì vậy, để so sánh khả năng của các loại xe khác nhau, chúng ta thường xét đến giá trị Momen xoắn. Giá trị này càng cao thì bánh xe quay càng mạnh.
Ngoài ra, giá trị Momen xoắn còn phụ thuộc vào tốc độ quay của động cơ và đạt giá trị cực đại ở một tốc độ nhất định. Thông thường, trong bảng dữ liệu động cơ, giá trị Momen xoắn được ghi là giá trị lớn nhất.
Đối với ô tô sử dụng hộp số sàn, Momen xoắn được truyền tới hộp số thông qua thiết bị ly hợp. Trong khi đó, hộp số tự động sử dụng bộ biến mô để truyền động. Cần lưu ý rằng nếu so sánh hai ô tô có cùng công suất động cơ nhưng một ô tô có RPM cao hơn và công suất lớn hơn thì giá trị Momen xoắn của nó sẽ thấp hơn ô tô có RPM thấp hơn.
Công thức tính động cơ Momen xoắn
Biên độ của vectơ mô men xoắn τ được tạo ra bởi một lực F đã biết là:
τ = Frsin(θ)
Trong đó r là chiều dài của cánh tay lực và θ là góc giữa vectơ lực và cánh tay lực. Trong trường hợp lực vuông góc (90 độ) với tay đòn thì sin(θ) = 1 và
τ = Fr
Hướng của vectơ Momen xoắn được xác định theo quy ước sử dụng quy tắc bàn tay phải. Nếu bàn tay cong quanh trục quay với các ngón tay chỉ theo hướng của lực thì vectơ Momen xoắn chỉ theo hướng ngón cái như hình vẽ bên dưới.
Đơn vị đo lường cho động cơ Momen xoắn: Một trong những đơn vị đo lường phổ biến nhất cho động cơ Momen xoắn là Newton mét (Nm) hoặc pound-foot (lb-ft).
Momen xoắn hoạt động như thế nào?
Ở động cơ đốt trong, Momen xoắn được tạo ra khi năng lượng từ chuyển động lên xuống của piston trong xi lanh chuyển thành lực quay trên trục khuỷu, từ đó truyền đến các bánh xe. Vì vậy, Momen xoắn được coi là chỉ số đo công suất vận hành của động cơ và đóng vai trò quan trọng trong việc phát điện.
Động cơ mô-men xoắn cao sẽ cho phép xe tăng tốc mạnh mẽ hơn khi khởi động và thực hiện các công việc nặng như kéo xe hay leo dốc. Vì vậy, nếu có nhu cầu sử dụng xe để thực hiện những công việc này thì bạn nên tìm kiếm loại xe có chỉ số Momen xoắn cao để đảm bảo hiệu quả hoạt động tốt nhất.
Để đạt được Momen xoắn tối đa cần tối ưu hóa các thông số khác nhau của động cơ như đường kính piston, thể tích động cơ, v.v. Điều này giúp cải thiện khả năng làm việc của động cơ và cải thiện hiệu suất tổng thể của xe.
Mối liên hệ giữa công suất, mã lực và Momen xoắn
Momen xoắn và mã lực là hai yếu tố quan trọng quyết định hiệu suất của động cơ ô tô. Momen xoắn biểu thị khả năng sinh công của động cơ, còn công suất biểu thị công suất của động cơ. Hệ thống kỹ thuật số của ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc điều phối mối tương quan giữa hai đại lượng này.
Khi xe cần kéo vật nặng, số thấp sẽ tăng Momen xoắn để đảm bảo khả năng vận hành. Tuy nhiên, nếu so sánh xe máy diesel và xe máy xăng cùng hộp số thì xe máy diesel sẽ có công suất lớn hơn. Tuy nhiên, để lực kéo thực sự được truyền tới các bánh xe thì cần phải có sự tối ưu hóa giữa hộp số và hệ dẫn động. Những chi tiết này được thiết kế để đảm bảo năng lượng sẽ được chuyển hóa thành Momen xoắn một cách hiệu quả.
Ví dụ như Toyota Hilux 2.4 có mô-men xoắn cao lên tới 400/1600. Mức mô-men xoắn cao này cho phép người lái thực hiện các công việc khó khăn như kéo, kéo và leo dốc.
Momen xoắn là gì? Chúng tôi đã giải đáp câu trả lời trong nội dung bài viết. Hi vọng những thông tin này sẽ hữu ích cho bạn khi lựa chọn xe. Đồng thời, để biết xe Momen xoắn của mình có hoạt động tốt hay không, khách hàng nên đăng ký chương trình bảo dưỡng định kỳ sẽ được các kỹ thuật viên chuyên nghiệp kiểm tra.
